Електричний струм-це спрямований чи впорядкований рух заряджених частинок: електронів у металах, в електролітах - іонів, а газах - електронів і іонів. Електричний струм може бути як незмінним, так і змінним.

Визначення постійного електричного струму, його джерела

Постійний струм(DC, англійською Direct Current) - це електричний струм, у якого властивості та напрямок не змінюються з часом. Позначається постійний струм і напруга у вигляді короткої горизонтальної риси або двох паралельних, одна з яких штрихова.

Постійний струм використовуєтьсяв автомобілях і в будинках, у численних електронних приладах: ноутбуки, комп'ютери, телевізори і т.д. Переміряний електричний струм з розетки перетворюється на постійний за допомогою блока живлення або трансформатора напруги з випрямлячем.

Будь-який електроінструмент, пристрій або прилад, що працюють від батарейок, також є споживачами постійного струму, тому що батарея або акумулятор - це виключно джерела постійного струму, який при необхідності перетворюється на змінний з використанням спеціальних перетворювачів (інверторів).

Принцип роботи змінного струму

Змінний струм(AC англійською Alternating Current)- це електричний струм, який змінюється за величиною та напрямком з плином часу. На електроприладах умовно позначається відрізком синусоїди "~".
Іноді після синусоїди можуть вказуватись характеристики змінного струму - частота, напруга, число фаз.

Змінний струм може бути як одно-, так і трифазним, для якого миттєві значення струму та напруги змінюються за гармонічним законом.

Основні характеристикизмінного струму - діюче значення напруги та частота.

Зверніть увагу, Як на лівому графіці для однофазного струму змінюється напрямок і величина напруги з переходом у нуль за період часу Т, а на другому графіці для трифазного струму існує зміщення трьох синусоїд на одну третю періоду. На правому графіку 1 фаза позначена літерою "а", а друга літерою "б". Добре відомо, що у домашній розетці 220 Вольт. Але мало хто знає, що це діючі значеннязмінної напруги, але амплітудне або максимальне значення буде більше на корінь з двох, тобто дорівнюватиме 311 Вольт.

Таким чином, якщо у постійного струму величина напруги та напрямок не змінюються протягом часу, то у змінного струму-напругапостійно змінюється за величиною та напрямком (графік нижче нуля це зворотний напрямок).

І так ми підійшли до поняття частота— це відношення числа повних циклів (періодів) до одиниці часу, що періодично змінюється. електричного струму. Вимірюється у Герцах. У нас і в Європі частота дорівнює 50 Герцям, у США-60 Гц.

Що означає частота 50 герц?Вона означає, що у нас змінний струм змінює свій напрямок на протилежний і назад (відрізок Т-на графіку) 50 разів за секунду!

Джерелами змінного струму євсі розетки в будинку і все те, що безпосередньо підключено проводами або кабелями до електрощита. У багатьох постає питання: а чому в розетці не постійний струм? Відповідь проста. У мережах змінного струму легко та з мінімальними втратами перетворюється величина напруги до необхідного рівня за допомогою трансформатора у будь-яких обсягах. Напруга необхідно збільшувати для передачі електроенергії на великі відстані з найменшими втратами в промислових масштабах.
З електростанції, де стоять потужні електрогенератори, виходить напруга завбільшки 330 000-220 000 , далі біля нашого будинку трансформаторної підстанціївоно перетворюється з величини 10 000 Вольт у трифазну напругу 380 Вольт, яка і приходить у багатоквартирний будинок, А до нас в квартиру приходить однофазна напруга, тому що між напруга дорівнює 220 В, а між різноїменними фазами в електрощиті 380 Вольт.

І ще однією з важливих переваг змінної напруги є те, що асинхронні електродвигунизмінного струму конструктивно простіше та працюють значно надійніше, ніж двигуни постійного струму.

Як змінний струм зробити постійним

Для споживачів, що працюють на постійному струмі, змінний перетворюється за допомогою випрямлячів.

Перетворювач постійного струму на змінний

Якщо з перетворенням змінного струму в незмінний не виникає труднощів, то зі зворотним перетворенням все набагато складніше. У домашніх умовах для цього використовується інвертор- це генератор періодичної напруги з постійної, за формою наближеної до синусоїди.

Давайте спершу уточнимо, що ми маємо на увазі під "постійною напругою". Як каже нам Вікіпедія, постійна напруга (він же і постійний струм) – це такий струм, параметри, властивості та напрямок якого не змінюються з часом. Постійний струм тече лише одному напрямку і для нього частота дорівнює нулю.

Осцилограму постійного струму ми з вами розглядали у статті Осцилограф. Основи експлуатації:

Як ви пам'ятаєте, по горизонталі на графіку у нас час(вісь Х), а по вертикалі напруга(вісь Y).

Для того, щоб перетворити змінну однофазну напругу одного значення на однофазну змінну напругу меншого (можна і більшого) значення, ми використовуємо простий однофазний трансформатор . А для того, щоб перетворити у постійну пульсуючу напругу, ми з вами після трансформатора підключали Діодний міст. На виході отримували постійну пульсуючу напругу. Але з такою напругою, як то кажуть, погоду не зробиш.

Але як же нам з пульсуючої постійної напруги

отримати щонайменше справжнє постійне напруга?

Для цього нам потрібен лише один радіокомпонент: конденсатор.А ось так він має підключатися до діодного мосту:

У цій схемі використовується важлива властивість конденсатора: заряджатися та розряджатися. Конденсатор з маленькою ємністю швидко заряджається та швидко розряджається. Тому для того, щоб отримати майже пряму лінію на осцилограмі, ми повинні вставити конденсатор пристойної ємності.

Залежність пульсацій від ємності конденсатора

Давайте розглянемо на практиці, навіщо нам треба ставити конденсатор великої ємності. На фото нижче у нас три конденсатори різної ємності:

Розглянемо перший. Вимірюємо його номінал за допомогою нашого LC – метр. Його ємність 25,5 наноФарад або 0,025 мікроФарад.

Чіпляємо його до діодного мосту за схемою вище

І чіпляємось осцилографом:

Дивимося осцилограму:

Як ви бачите, пульсації однаково залишилися.

Ну що ж, візьмемо конденсатор більшою ємністю.

Отримуємо 0,226 мікрофарад.

Чіпляємо до діодного мосту так само, як і перший конденсатор знімаємо показання з нього.

А ось власне й осцилограма

Не… майже, але все одно не те. Пульсації однаково видно.

Беремо наш третій конденсатор. Його ємність 330 мікрофарад. У мене навіть LC-метр не зможе її виміряти, тому що у мене межа на ньому 200 мікрофарад.

Чіпляємо його до діодного мосту, знімаємо з нього осцилограму.

А ось власне і вона

Ну ось. Адже зовсім інша справа!

Отже, зробимо невеликі висновки:

- Що більше ємність конденсатора на виході схеми, то краще. Але не варто зловживати ємністю! Так як в цьому випадку наш прилад буде дуже габаритний, тому що конденсатори великих ємностей зазвичай дуже великі. Та й початковий струм заряду буде величезним, що може призвести до перевантаження ланцюга живлення.

– чим низькоомнішим буде навантаження на виході такого блоку живлення, тим більше виявлятиметься амплітуда пульсацій. З цим борються за допомогою , а також використовують інтегральні стабілізатори напруги , які видають постійну напругу.

Як підібрати радіоелементи для випрямляча

Повернімося до нашого питання на початку статті. Як же отримати на виході постійний струм 12 Вольт для своїх потреб? Спочатку потрібно підібрати трансформатор, щоб на виході він видавав... 12 Вольт? А ось і не вгадали! З вторинної обмотки трансформатора ми будемо отримувати.

де

U Д - діюча напруга, В

U max – максимальна напруга,

Тому, щоб отримати 12 Вольт постійної напруги, на виході трансформатора має бути 12/1,41=8,5 Вольт змінної напруги. Ось тепер лад. Щоб отримати таку напругу на трансформаторі, ми повинні зменшувати або додавати обмотки трансформатора. Формула. Потім підбираємо діоди. Діоди підбираємо, виходячи з максимальної сили струму в ланцюгу. Шукаємо відповідні діоди за датішитами ( технічним описамна радіоелементи). Вставляємо конденсатор із пристойною ємністю. Його підбираємо виходячи з того, щоб постійна напруга на ньому не перевищувала те, що написане на його маркуванні. Найпростіше джерело постійної напруги готове до використання!

До речі, у мене вийшло 17 Вольт джерело постійної напруги, так як у трансформатора на виході 12 Вольт (помножте 12 на 1,41).

Ну і насамкінець, щоб краще запам'яталося:

За однакові інтервали часу відбувається однакова кількість заряджених частинок. А ось у змінному струмі кількість цих частинок за однакові інтервали часу завжди різна.

А ось тепер можна переступати безпосередньо до перетворення змінного струму на постійний, у цьому нам допоможе пристрій під назвою «діодний міст». Діодний міст або бруківка - один з найпоширеніших пристроїв для випрямлення змінного струму.
Спочатку вона була розроблена із застосуванням радіоламп, але вважалася складним і дорогим рішенням, замість неї застосовувалася більш примітивна схема зі здвоєною вторинною обмоткою в трансформаторі, що живить випрямляч. Зараз, коли напівпровідники дуже дешеві, найчастіше застосовується саме мостова схема. Але використання даної схеми не гарантує 100% випрямлення струму, тому до схеми можна доповнити фільтром на конденсаторі, а також, можливо, дроселем і стабілізатором напруги. Тепер, на виході нашої схеми, як результат ми отримуємо постійний струм

Зверніть увагу

Робота з електрикою завжди небезпечна! Вкрай небажане використання Не ізольованих провідників, контактів, що окислилися, і джерел живлення, що знаходяться в аварійному стані!

Для отримання змінного струму можна використовувати генератор на постійних магнітах. Такий пристрій генерує не промислову напругу 220 В, а низьку змінну напругу за трьома фазами, яка згодом може бути випрямлена і подано на вихід у вигляді постійного струму, придатного для зарядки батарей 12 В.

Інструкція

Статор виготовте із шести котушок мідного дроту, залитих епоксидною смолою. Корпус статора закріпіть цапфами, щоб він не обертався. Провід від котушок підключіть до випрямляча, який згодом вироблятиме струм, необхідний для заряджання батарей. Щоб уникнути перегріву, прикріпіть випрямляч до алюмінієвого радіатора.

Магнітні ротори закріпіть на складовій конструкції, що обертається на осі. Встановіть задній ротор за статором. Передній ротор буде знаходитись зовні, він кріпиться до заднього ротора за допомогою довгих спиць, пропущених через центральний отвір статора. Якщо ви плануєте використовувати генератор на постійних магнітах з вітряком, на цих спицях змонтуйте лопаті вітряка. Лопаті обертатимуть ротори, і таким чином переміщатимуть магніти вздовж котушок. Змінне магнітне поле роторів створює струм у котушках.

Оскільки генератор на постійних магнітах спроектований для спільного використання з невеликим вітрогенератором, передбачте такі вузли: щоглу, виконану у вигляді сталевої труби, закріпленою тросами; головку, що обертається, встановлену на верхівці щогли; хвостовик для повороту вітряка; лопаті.

Котушки для використання в генераторі намотайте для розвитку більших товстим дротом, при цьому котушка повинна містити невелику кількість витків. Однак врахуйте, що при занадто малих генераторах на постійних магнітах не буде. Для використання генератора як на великій, так і на малій швидкості слід змінювати спосіб з'єднання котушок (зі «зірки» на «трикутник» і навпаки). «Зірка» добре працюватиме за малого вітру, «трикутник» - за великого.

При пристрої кріплення магнітів звертайте увагу на те, що вони не повинні відокремлюватися від місця посадки. Магніт, що бовтається, розпарюватиме корпус статора і незворотно пошкодить генератор.

При установці ротора та статора залиште між ними зазор 1 мм. За важких умов роботи цей зазор слід збільшити.

Ще один технологічний момент – лопаті кріпіть не до зовнішнього ротора, а лише на спиці. При цьому тримайте генератор так, щоб його вісь обертання була вертикально, а не горизонтально.

Відео на тему

Джерела:

• Генератор на постійних магнітах своїми руками

Для живлення більшості радіоелектронних пристроїв потрібен постійний струм. У той же час електрогенератори та електромережі є постачальниками змінного струму. Для перетворення необхідний блок живлення, який зібрати самостійно.

Вам знадобиться

• - Трансформатор;
• - діоди лампові або напівпровідникові;
• - дросель;
• - електролітичні конденсатори;
• - вимірювальні прилади;
• - Приладдя для паяння та монтажу.

Інструкція

Мережевий блок живлення складається з трьох основних частин: , випрямляча та фільтра, що згладжує. Якщо вам потрібна напруга, що дорівнює мережному, то можна обійтися і без трансформатора, просто випрямивши напругу . Але такий блок живлення є небезпечним, оскільки на його виході виявиться повне мережна напруга. Гальванічна розв'язка з електромережею у разі відсутня. До того ж трансформатор дозволяє отримати необхідну напругу, яка може бути вищою або нижчою за мережну, а також кілька напруг, що іноді теж буває необхідно.

Підберіть трансформатор, що дає на виході необхідну напругу. При цьому первинна обмотка розрахована на напругу джерела струму, що є у вас (генератора або електромережі).

Підключіть напівпровідниковий діод до вихідної обмотки так, як показано на . Ви отримаєте найпростіший однонапівперіодний випрямляч. На його виході - струм, частота якого в 2 рази нижча за частоту електромережі, оскільки у вас другий напівперіод пропадає. Але для харчування деяких електронних схемтакий варіант цілком прийнятний.

Значно більш досконалими є двонапівперіодні випрямлячі, у яких частота пульсацій струму дорівнює частоті живильної електромережі. У цьому випадку випрямляються обидва напівперіоди напруги живлення. Якщо трансформатор має вихідну обмотку із середньою точкою, ви можете зібрати пристрій за схемою 2.

На виході будь-якого випрямляча ви отримаєте не постійну, а пульсуючу напругу. Його необхідно згладити. Для цього застосовуються LC чи RC фільтри. Вони складаються з електролітичних конденсаторіввеликої ємності, між якими включено дросель. Іноді дросель можна замінити на потужний резистор. Обов'язково обладнайте свій блок живлення таким фільтром.

Відео на тему

Корисна порада

У блоках живлення можуть застосовуватись як лампові, так і транзисторні діоди.

Для живлення пристроїв, чутливих до коливань напруги, застосовується додатковий вузол, який називають стабілізатором.

Порада 4: У чому різниця між постійним та змінним струмом

Сучасний світвже складно уявити без електрики. Висвітлення приміщень, робота побутових приладів, комп'ютерів, телевізорів – це давно стало звичними атрибутами життя людини. Але одні електроприлади живляться від змінного струму, тоді як інші від постійного.

Електричний струм є спрямований потік електронів від одного полюса джерела струму до іншого. Якщо цей напрямок постійно і не змінюється в часі, говорять про постійний струм. Один висновок джерела струму вважається плюсовим, другий – мінусовим. Вважають, що струм тече від плюса до мінуса.

Класичним прикладом джерела постійного струму є звичайна пальчикова. Такі батарейки широко застосовуються як джерело живлення в малогабаритній електронній апаратурі – наприклад, у пультах дистанційного керування, у фотоапаратах, радіоприймачах і т.д. і т.п.

Змінний струм, своєю чергою, характеризується тим, що періодично змінює свій напрямок. Наприклад, у Росії прийнятий стандарт, згідно з яким напруга в електричній мережі дорівнює 220 В, а частота струму становить 50 Гц. Саме другий параметр і характеризує, з якою частотою змінюється напрямок електричного струму. Якщо частота струму дорівнює 50 Гц, він змінює свій напрямок 50 разів у секунду.

Чи означає це, що у звичайній електричній , що має два контакти, періодично змінюються плюс з мінусом? Тобто спочатку одному контакті плюс, іншому мінус, потім навпаки тощо. і т.п.? Насправді все трохи інакше. Електричні розеткимають два висновки: фазовий та заземлюючий. Зазвичай їх називають «фазою» та «». Заземлюючий висновок безпечний, напруги на ньому немає. На фазовому висновку з частотою 50 Гц на секунду змінюються плюс і мінус. Якщо торкнутися , нічого не станеться. Фазового проводу краще не торкатися, так як він завжди знаходиться під напругою 220 В.

Одні прилади живляться від постійного струму, інші змінного. Навіщо взагалі знадобився такий поділ? Насправді більшість електронних приладів використовують саме постійну напругу, навіть якщо вмикаються в мережу змінного струму. У цьому випадку змінний струм перетворюється на постійний у випрямлячі, у найпростішому випадку складається з діода, що зрізає одну напівхвилю, і конденсатора для згладжування пульсацій.

Змінний струм використовується тільки тому, що його дуже зручно передавати на великі відстані, втрати в цьому випадку зводяться до мінімуму. Крім того, він легко піддається трансформації, тобто зміні напруги. Постійний струм трансформувати не можна. Чим вище напруга, тим нижче втрати при передачі змінного струму, тому на магістральних лініях напруга досягає кількох десятків, а то й сотень тисяч вольт. Для подачі до населені пунктивисока напруга знижується на підстанціях, в результаті до будинку надходить вже досить низька напруга 220 В.

У різних країнахприйняті неоднакові стандарти напруги живлення. Так, якщо в європейських країнах це 220 В, то в США – 110 В. Цікавим є і той факт, що знаменитий винахідник Томас Едісон не зміг свого часу оцінити всі переваги змінного струму та відстоював необхідність використання в електричних мережах саме постійного струму. Лише пізніше він був змушений визнати, що помилився.

Напруга в побутовій електричній мережі, як відомо, становить 220 або 380 В. Однак, не для всіх приладів таке електроживлення є «зручним».

Деяким потрібна напруга всього 12 В і такі прилади доводиться підключати через особливий пристрій - трансформатор.

Як змінює трансформатор 220 на 12 вольт і яким чином можна зібрати цей пристрій самостійно – цій темі буде присвячена наша розмова.

Отже, трансформатором називається електричний прилад, що займається перетворенням електричної енергії, А саме - зміною напруги. Якщо вихідне, тобто змінене, напруга виходить меншою за вхідний, трансформатор називають знижуючим. Якщо навпаки, в результаті перетворення напруга збільшується, то трансформатор називають підвищуючим.

Знижувальний трансформатор 220/12

Навіщо потрібен знижувальний трансформатор у побуті? Низьковольтною електрикою живляться ноутбуки та мобільні телефони, але вони завжди продаються разом із трансформаторами, які називаються в побуті «блоками живлення». Інша справа – низьковольтне освітлення, в якому використовуються галогенні або ультрасучасні світлодіодні світильники.

Обзавестися таким хочуть сьогодні дуже багато - через цілу низку переваг:

• відсутня небезпека ураження електрострумом та виникнення пожежі (особливо бажано обладнати таким освітленням ванні кімнати та інші приміщення з підвищеною вологістю);
• в порівнянні з традиційними низьковольтні світильники є набагато економічнішими: наприклад, світлодіоди при тій же світності споживають енергії в 15 разів менше, ніж лампа розжарювання на 220 В;
• служать низьковольтні світильники набагато довше за аналоги на 220 В: виробники світлодіодів обіцяють 50 тис. годин роботи і при цьому на 3 роки навіть дають гарантію.

Щоб підключити таку систему освітлення, трансформатор доводиться придбати окремо. Але в найпростішому виконанні його можна зробити самостійно.

Принцип роботи з 220 на 12 В

Найпростіший трансформатор складається з двох котушок дроту з різним числом витків. Одна котушка - вона називається первинною - підключається до джерела змінного струму, ролі якого зазвичай виступає побутова електромережа.

Як відомо, провідник, яким протікає змінний струм, стає генератором електромагнітного поля, А якщо він ще й змотаний у котушку, то поле виходить більш щільним. При цьому оскільки струм є змінним, то електромагнітне поле виходить таким же.

Далі у суворій відповідності до закону електромагнітної індукції змінне електромагнітне поле, що генерується первинною котушкою, наводить у вторинній котушці ЕРС. Важливо розуміти, що ЕРС з'являється саме при зміні кількості або інтенсивності силових ліній, що пронизують провідник.

Принцип роботи перетворювача напруги

Тобто або поле має бути постійно змінним (таке поле і називають змінним), або провідник повинен у ньому рухатися (саме це відбувається в електрогенераторах). Звідси висновок: якщо первинну котушку підключити до джерела постійного струму, трансформатор не функціонуватиме.

Щоб первинна котушка мала високу індуктивність, а також для зосередження магнітного потоку всередині котушок, їх намотують на осердя з феромагнітної сталі.

За відсутності такого сердечника, підключений до побутової мережі трансформатор не тільки не функціонуватиме, а й просто згорить.

Те, як зміниться напруга на виході трансформатора, залежить від співвідношення числа витків у котушках. Якщо у вторинній котушці їх менше, напруга виявиться зниженим, при цьому воно буде в стільки ж разів менше вхідної напруги, скільки кількість витків у вторинній котушці менше, ніж у первинній. Тобто, наприклад, якщо первинна котушка складається з 2 тис. витків, а вторинна - з 1 тис. витків, і при цьому на первинну котушку подається напруга 220 В, то у вторинній з'явиться ЕРС 110 Ст.

Перетворювач напруги

Відповідно, щоб перетворити напругу з 220 до 12 В, число витків у вторинній котушці має бути в 220/12 = 18,3 рази менше, ніж у первинній.

Оскільки потужність від однієї котушки іншою передається майже в повному обсязі (частка втрат залежить від ККД трансформатора), а потужність являє собою добуток напруги на силу струму (W = U * I), то з силою струму в котушках спостерігається протилежна картина: у скільки разів зменшиться напруга у вторинній котушці, в стільки ж разів сила струму в ній буде більшою, ніж у первинній.

Отже, вторинну котушку в понижувальному трансформаторі потрібно мотати товстішим дротом, ніж первинну.

Порядок збирання

Конструювання трансформатора починається з розрахунку параметрів. Задаємося такими величинами:

1. Напруга на вході: 220 Ст.
2. Напруга на виході: 12 ст.
3. Площа поперечного перерізусердечника: приймаємо S = 6 кв. див.

N = K * U / S,

• N – кількість витків;
• K – емпіричний коефіцієнт. Можна прийняти К = 50, але для того, щоб уникнути насичення трансформатора, краще прийняти К = 60. При цьому дещо збільшиться число витків і сам трансформатор трохи більше, зате зменшаться втрати.
• U - напруга в обмотці, Ст.
• S – площа поперечного перерізу сердечника, кв. див.

Автомобільний перетворювач напруги 12-220 В своїми руками

Таким чином, у первинній котушці число витків становитиме:

N1 = 60 * 220/6 = 2200 витків,

у вторинній:

• мідний дріт, укладений у шовкову або паперову ізоляцію: для первинної котушки – перетином 0,3 кв. мм, для вторинної – 1 кв. мм (при силі струму в ланцюзі навантаження менше 10 А);
• кілька консервних банок (жерсть піде виготовлення серцевика);
• щільний картон;
• лакоткань (стрічкова ізоляція);
• просочений парафіном папір.

Схема потужного інвертора

Процес виготовлення трансформатора виглядає так:

1. З банок потрібно вирізати 80 смуг розміром 30х2 см. Жерсть потрібно відпалити: її поміщають у піч, нагрівають до високої температури, а потім залишають остигати разом з піччю. Суть обробки полягає саме в поступовому остиганні, в результаті якого сталь розм'якшується і втрачає пружність.
2. Далі пластини потрібно очистити від кіптяви і покрити лаком, після чого кожна з них з одного боку обклеюється тонким папером - цигарковим або пропарафінованим.
3. З щільного картону необхідно виготовити каркас для обмоток, що складається зі стовбура та щічок. Він має бути обмотаний у кілька шарів просоченим парафіном папером, також можна скористатися креслярською калькою.
4. На каркас виток до витка потрібно намотати провід. Для прискорення цієї операції можна зробити простенький намотувальний верстат: надіти каркас на сталевий прут, вставити останній у пази, виконані у двох дошках, а потім зігнути один кінець у вигляді ручки. При укладанні дроту через кожні два-три витки потрібно прокладати папір із парафіном – для ізоляції. Коли намотування первинної котушки буде завершено, потрібно зафіксувати кінці дроту на щічках каркаса і обмотати котушку папером у 5 шарів.
5. Напрямок намотування вторинної котушки має збігатися з напрямком первинної.

Можна виготовити трансформатор, здатний знижувати напругу і до 12, і до 24 вольт, які потрібні деяким світильникам та іншим приладам. Для цього на вторинну котушку потрібно намотати 240 витків, але зі 120-го зробити висновок у вигляді петлі.

1. Закріпивши на другому щічку каркаса висновки вторинної котушки, її (котушку) також обмотують папером.
2. Бляшані пластини на половину довжини потрібно вставити в котушку, після чого ними огинають каркас, щоб кінці з'єдналися під котушкою. Обов'язковою є наявність зазору між пластинами та каркасом.
3. Тепер саморобний трансформатор потрібно закріпити на основі – фрагменті дерев'яні дошкитовщиною близько 50 мм. Для кріплення слід використовувати скоби, які мають охопити нижню частину осердя.

Наприкінці кінці обмоток виводяться на основу та оснащуються контактами.

Підключення

Щоб підключити трансформатор, потрібно до контактів вторинної обмотки приєднати навантаження, а потім на контакти первинної котушки подати напругу побутової електромережі.

Схема підключення до вторинної обмотки залежить від того, яку напругу потрібно отримати на виході: якщо 24 - підключаємося до крайніх висновків, якщо 12 - до одного з крайніх висновків і висновку від 120-го витка.

Схема підключення точкових світильників 12В через трансформатор

Якщо споживач працює постійному струмі, до висновків вторинної котушки потрібно підключити випрямляч.У цій якості використовується діодний міст, з конденсатором (грає роль фільтра, згладжуючи пульсації).

Вибір готового рішення

Сьогодні трансформатор з будь-якими параметрами можна знайти у магазинах радіоелектроніки чи зварювального обладнання. Поряд із традиційними продаються і пристрої нового покоління - інверторні трансформатори. У таких приладах струм перед надходженням на первинну обмотку спочатку проходить через випрямляч.

А потім - через зібраний на базі мікросхеми і пари ключових транзисторів інвертор, який знову перетворює струм на змінний, але з набагато більшою частотою: 60 - 80 кГц замість 50 Гц. Таке перетворення вхідного струму дозволяє значно зменшити розмір трансформатора і сильно скоротити втрати.

Ящик із понижувальним трансформатором ЯТП 0,25

Підбирати трансформатор слід за такими характеристиками:

1. Вхідна напруга та частота струму:у характеристиках приладу має бути зазначено «220» або «380», якщо він купується для 3-фазної мережі. Частота має становити 50 Гц. Є трансформатори, які розраховані, наприклад, на частоту 400 Гц і більше - при підключенні безпосередньо до побутової електромережі такий прилад згорить.
2. Напруга та тип струму на виході:з вихідною напругою все зрозуміло - воно має відповідати напрузі, на яку розрахований електроспоживач. Але при цьому важливо не забути подивитись, який струм видає трансформатор. Багато хто з них сьогодні комплектується випрямлячами, внаслідок чого струм на виході виходить не змінним, а постійним.
3. Номінальна потужність:дуже важливо, щоб максимальна потужність, з якою може працювати трансформатор (вона і називається номінальною), була приблизно на 20% більша за потужність навантаження. Якщо цього запасу не буде, а тим більше якщо номінальна потужність трансформатора виявиться меншою за потужність, що споживається навантаженням, обмотки перетворювача перегріються і згорять.

Трансформатори бувають:

1. Відкритими:забезпечені негерметичним кожухом, всередину якого можуть потрапляти волога та пил. Але є можливість примусового охолодження за допомогою вентилятора.
2. Закритими:забезпечені герметичним корпусом з високим ступенем волого- та пилозахисту, тому можуть встановлюватися в приміщеннях з підвищеною вологістю.

Моделі з алюмінієвим корпусом можуть експлуатуватись в умовах вулиці (вуличне освітлення світлодіодними лампами, Реклама). Через неможливість застосувати примусове охолодження потужність закритих трансформаторів є обмеженою.

Трансформатор ОСМ-1-04

Також трансформатори бувають:

• стрижневими: котушки можна розташовувати лише у вертикальному положенні;
• броньовими: працюють у будь-якому положенні.

Вартість трансформаторів сильно варіюється і в першу чергу залежить від потужності. Ось кілька прикладів:

1. ЯТП-0,25. Прилад з номінальною потужністю 250 Вт оснащений корпусом. Вартість складає 1700 руб.
2. ОСМ-1-04. Може працювати з вхідною напругою 220 або 100 - 127, вихідне становить 12 В. Корпус відсутній. Вартість – 2600 руб.
3. ОСЗ-1 У2 220/12. Трансформатор на 1 квт. Коштує 5300 руб.
4. ТСЗІ-4,0. Перетворювач із корпусом, номінальна потужність становить 4 кВт. Вхідна напруга – 220 або 380 В, вихідна – 110В або 12 В. Вартість – 10,5 тис. руб.

Переносний трансформатор у корпусі ТСЗІ-2,5 кВт. може підключатися як до 220, так і до 380, на виході - 12 В. Вартість - 13,9 тис. руб.

Відео на тему

на простих механізмівзручно встановлювати аналогові регулятори струму. Наприклад, вони можуть змінити швидкість обертання валу двигуна. З технічного боку виконати такий регулятор просто (потрібне встановлення одного транзистора). Застосовується для регулювання незалежної швидкості моторів у робототехніці та джерелах живлення. Найбільш поширені два варіанти регуляторів: одноканальні та двоканальні.

Відео №1.Одноканальний регулятор у роботі. Змінює швидкість кручення вала двигуна за допомогою обертання ручки змінного резистора.

Відео №2. Збільшення швидкості кручення вала двигуна під час роботи одноканального регулятора. Зростання числа оборотів від мінімального до максимального значення при обертанні ручки змінного резистора.

Відео №3.Двоканальний регулятор у роботі. Незалежна установка швидкості кручення валів моторів на базі підстроювальних резисторів.

Відео №4. Напруга на виході регулятора виміряна цифровим мультиметром. Отримане значення дорівнює напрузі батарейки, від якого відібрали 0,6 вольт (різниця виникає через падіння напруги на переході транзистора). При використанні батарейки 9,55 вольт, фіксується зміна від 0 до 8,9 вольт.

Функції та основні характеристики

Струм навантаження одноканального (фото. 1) і двоканального (фото. 2) регуляторів не перевищує 1,5 А. Тому для підвищення здатності навантаження роблять заміну транзистора КТ815А на КТ972А. Нумерація висновків цих транзисторів збігається (е-к-б). Але модель КТ972А працездатна із струмами до 4А.

Одноканальний регулятор для двигуна

Пристрій керує одним двигуном, живлення здійснюється від напруги в діапазоні від 2 до 12 вольт.

1. Конструкція пристрою

Основні елементи конструкції регулятора представлені на фото. 3. Пристрій складається з п'яти компонентів: два резистор змінного опору з опором 10 кОм (№1) та 1 кОм (№2), транзистор моделі КТ815А (№3), пара двосекційних гвинтових клемника на вихід для підключення мотора (№4) та вхід для підключення батареї (№5).

Примітка 1. Встановлення гвинтових клемників не є обов'язковим. За допомогою тонкого багатожильного монтажного дроту можна підключити мотор і джерело живлення безпосередньо.

1. Принцип роботи

Порядок роботи регулятора двигуна визначає електросхема (рис. 1). З урахуванням полярності на роз'єм ХТ1 подають постійну напругу. Лампочку або двигун підключають до роз'єму ХТ2. На вході вмикають змінний резистор R1 обертання його ручки змінює потенціал на середньому виході на противагу мінусу батарейки. Через струмообмежувач R2 здійснено підключення середнього виходу до виведення базового транзистора VT1. У цьому транзистор включений за схемою регулярного струму. Позитивний потенціал на базовому виході збільшується при переміщенні догори середнього виводу від плавного обертання ручки змінного резистора. Відбувається збільшення струму, що обумовлено зниженням опору переходу колектор-емітер в транзисторі VT1. Потенціал зменшуватиметься, якщо ситуація буде зворотною.

1. Матеріали та деталі

Необхідна друкована плата розміром 20х30 мм, виготовлена ​​із фольгованого з одного боку листа склотекстоліту (допустима товщина 1-1,5 мм). У таблиці 1 наведено перелік радіокомпонентів.

Примітка 2. Необхідний для пристрою змінний резистор може бути будь-якого виробництва, важливо дотримати для нього значення опору струму, зазначені в таблиці 1.

Примітка 3. Для регулювання струмів вище 1,5А транзистор КТ815Г замінюють більш потужний КТ972А (з максимальним струмом 4А). При цьому малюнок друкованої плати змінювати не потрібно, оскільки розподіл висновків обох транзисторів ідентичний.

1. Процес складання

Для подальшої роботи потрібно завантажити архівний файл, розміщений наприкінці статті, розархівувати його та роздрукувати. На глянцевому папері друкують креслення регулятора (файл), а монтажний креслення (файл) – на білому офісному аркуші (формат А4).

Далі креслення монтажної плати (№1 на фото. 4) наклеюють до струмоведучих доріжок на протилежному боці друкованої плати (№2 на фото. 4). Необхідно зробити отвори (№3 на фото. 14) на монтажному кресленні у посадкових місцях. Монтажне креслення кріпиться до друкованої плати сухим клеєм, при цьому отвори повинні збігатися. На фото.5 показано цоколівку транзистора КТ815.

Вхід та вихід клемників-роз'ємів маркують білим кольором. Через кліпсу до клемника підключається джерело напруги. Повністю зібраний одноканальний регулятор відображено на фото. Джерело живлення (батарея 9 вольт) підключається на фінальному етапі збирання. Тепер можна регулювати швидкість обертання валу за допомогою двигуна, для цього потрібно плавно обертати ручку регулювання змінного резистора.

Для тестування пристрою необхідно з архіву надрукувати креслення диска. Далі потрібно наклеїти це креслення (№1) на щільний і тонкий картонний папір (№2). Потім ножицями вирізається диск (№3).

Отриману заготовку перевертають (№1) і до центру кріплять квадрат чорної ізоленти (№2) для кращого зчеплення поверхні вала двигуна з диском. Потрібно зробити отвір (№3), як зазначено на зображенні. Потім диск встановлюють на вал двигуна і можна приступати до випробувань. Одноканальний регулятор двигуна готовий!

Двухканальний регулятор для двигуна

Використовується для незалежного керування парою двигунів одночасно. Живлення здійснюється від напруги в діапазоні від 2 до 12 вольт. Струм навантаження розрахований до 1,5А на кожний канал.

1. Конструкція пристрою

Основні компоненти конструкції представлені на фото.10 і включають: два підстроювальні резистори для регулювання 2-го каналу (№1) і 1-го каналу (№2), три двосекційні гвинтові клемники для виходу на 2-й мотор (№3), для виходу на перший двигун (№4) і для входу (№5).

Примітка.1 Встановлення гвинтових клемників не є обов'язковим. За допомогою тонкого багатожильного монтажного дроту можна підключити мотор і джерело живлення безпосередньо.

1. Принцип роботи

Схема двоканального регулятора ідентична електричної схемиодноканального регулятора. Складається із двох частин (рис.2). Основна відмінність: резистор змінного опору замін на підстроювальний резистор. Швидкість обертання валів встановлюється заздалегідь.

Примітка.2. Для оперативного регулювання швидкості кручення моторів підстроювальні резистори замінюють за допомогою монтажного дроту з резисторами змінного опору з показниками опорів, вказаними на схемі.

1. Матеріали та деталі

Знадобиться друкована плата розміром 30х30 мм, виготовлена ​​з фольгованого з одного боку листа склотекстоліту завтовшки 1-1,5 мм. У таблиці 2 наведено перелік радіокомпонентів.

1. Процес складання

Після завантаження архівного файлу, розміщеного наприкінці статті, потрібно розархівувати його та роздрукувати. На глянцевому папері друкують креслення регулятора для термопереведення (файл termo2), а монтажний креслення (файл montag2) – на білому офісному аркуші (формат А4).

Креслення монтажної плати наклеюють до струмоведучих доріжок на протилежному боці друкованої плати. Формують отвори на монтажі креслення в посадкових місцях. Монтажне креслення кріпиться до друкованої плати сухим клеєм, при цьому отвори повинні збігатися. Виготовляється цоколівка транзистора КТ815. Для перевірки потрібно тимчасово з'єднати монтажним дротом входи 1 та 2 .

Кожен із входів підключають до полюса джерела живлення (у прикладі показана батарейка 9 вольт). Мінус джерела живлення при цьому кріплять до центру клемника. Важливо пам'ятати: чорний провід "-", а червоний "+".

Двигуни повинні бути підключені до двох клемників, також необхідно встановити потрібну швидкість. Після успішних випробувань потрібно видалити тимчасове з'єднання входів та встановити пристрій на модель робота. Двоканальний регулятор двигуна готовий!

У представлені необхідні схеми та креслення для роботи. Емітери транзисторів позначені червоними стрілками.